Tổng hợp epoxy hóa dầu thực vật

TỔNG QUAN LUẬN VĂN GVHD: TS HOÀNG THỊ KIM DUNG
Trường ĐH Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh
Khoa Kỹ thuật Hóa học
Bộ môn Kỹ thuật Hữu cơ
Đồ án chuyên ngành
Tổng hợp epoxy hóa dầu thực vật
GVHD: TS. Hoàng.T. Kim Dung
SVTH: Tôn Anh Khoa
MSSV: 60901256
Thành phố Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2013
TỔNG QUAN LUẬN VĂN GVHD: TS HOÀNG THỊ KIM DUNG
TỔNG QUAN LUẬN VĂN GVHD: TS HOÀNG THỊ KIM DUNG
Đại học Quốc
Gi
a Tp.HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT
NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh
phúc


Số: _______ /BKĐT TỒNG QUAN LUẬN VĂN TỐT
NGHIỆP
KHOA KỸ THUẬT HÓA
HỌC
1. Đầu đề luận
án:
Tổng hợp epoxy hóa một số dầu thực vật.
2. Nhiệm vụ (yêu cầu về nội dung và số liệu ban
đầu):
Giới thiệu tổng quan, lý thuyết cho đề tài
Thực nghiệm sơ bộ

Định hướng nghiên cứu trong tương lai
3. Ngày giao nhiệm vụ luận án:
4. Ngày hoàn thành nhiệm vụ:
5. Họ tên
người hướng
dẫn:Phần
hướng
dẫn:
TS. Hoàng Thị Kim
Dung
……………………
……………………
Nội dung và yêu cầu LVTN đã
được
thông qua Bộ
môn.
Ngày tháng năm 2013 Ngày tháng năm
2013
CHỦ NHIỆM BỘ MÔN NGƯỜI
HƯỚNG DẪN
CHÍNH
(Ký và ghi rõ họ tên)
( Ký và ghi rõ họ
tên)
PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ
MÔN:
Người
duyệt (chấm sơ
bộ):
Đơn

vị:
Ngày bảo
vệ:
Điểm tổng
kết:
HỌ VÀ
TÊN
NGÀNH
TÔN ANH KHOA
KỸ THUẬT HỮU
CƠ
MSSV
LỚP
60901256
HC09CHC
TỔNG QUAN LUẬN VĂN GVHD: TS HOÀNG THỊ KIM DUNG
Nơi
lưu
trữ luận
văn:
MỞ ĐẦU
Theo quy hoạch phát triển ngành nhựa Việt Nam đến năm 2020, tầm nhìn đến năm
2025 của Viện Nghiên Cứu Chiến Lược, chính sách công nghiệp thuộc Bộ Công Thương
cho biết: hiện nay hầu như các loại hóa chất phụ gia cho ngành nhựa đều phải nhập khẩu.
Một mặt, việc sản xuất các loại hóa chất phụ gia cho ngành nhựa đòi hỏi đầu tư rất lớn,
công nghệ cao và phụ thuộc khả năng cung cấp hóa chất cho ngành hóa dầu; mặt khác,
tính về lợi ích kinh tế, hiện nay Việt Nam chưa có điều kiện vật chất và trình độ cho
phép tự sản xuất hóa chất phụ gia này, nên tính kinh tế và hiệu quả sẽ không cao.
Hiện nay chất hóa dẻo gốc Phtalate như DOP đang dần loại khỏi thị trường Mỹ và
Châu Âu do tính độc hại của gốc Phthalate gây ra hàng loạt các chứng bệnh và nhiều ca

ngộ độc ở trẻ em. Sản phẩm màng bọc thực phẩm PVC có chứa chất hóa dẻo DOP gây
ảnh hưởng đến sức khẻo người tiêu dùng. Do đó yêu cầu về việc sử dụng một nhóm chất
hóa dẻo khác thay thế cho DOP là cấp thiết để đáp ứng nhu cầu bảo vệ sức khỏe người
tiêu dùng. Với mục đích bám sát theo định hướng phát triển của nhà nước, đề tài nghiên
cứu sử dụng nguồn nguyên liệu tự có trong nước là dầu thực vật. Dầu thực vật sau khi
được chuyển hóa được sử dụng thay thế một phần cho DOP, làm giảm chi phí sản xuất
đồng thời giảm thiểu khả năng gây độc hại cho người sử dụng.
Đã có nhiều công trình trong và ngoài nước nhiên cứu chuyển hóa dầu thực vật để
làm chất hóa dẻo thay cho nhóm chất hóa dẻo gốc phtalate mà điển hình là DOP. Trên thế
giới đã nghiên cứu thành công quá quá trình epoxy hóa dầu đậu nành và đưa vào sản
xuất. Dầu đậu nành epoxy hóa cũng đang được công ty cổ phần nhựa Rạng Đông sử dụng
làm chất ổn định nhiệt cho nhựa PVC. Bên cạnh tính chất ổn định nhiệt, dầu thực vật
epoxy hóa còn có tính chất của một chất hóa dẻo và có khả năng thay thế cho DOP.
Định hướng nghiên cứu chuyển hóa biến tính dầu thực vật thông qua quá trình epoxy
hóa với nguồn nguyên liệu là dầu đậu nành. Dầu đậu nành epoxy hóa được sử dụng hiện
nay là hoàn toàn nhập khẩu có giá thành tương đương với dầu DOP. Do đó, việc nghiên
cứu điều kiện tối ưu cho quá trình epoxy hóa dầu đậu nành có nguồn gốc trong nước
nhằm cải tiến các tính chất mong muốn cần có của một chất hóa dẻo là cấp thiết.
“Biến tinh dầu thực vật thông qua quá trình epoxy hóa để làm chất hóa dẻo thân thiện
với môi trường”
Công ty nhựa Rạng Đông
Mục tiêu của đề tài là tổng hợp epoxy hóa dầu đậu nành để ứng dụng trong ngành
nhựa, thay thế cho việc sử dụng DOP vốn phải nhập khẩu và không an toàn cho người
TỔNG QUAN LUẬN VĂN GVHD: TS HOÀNG THỊ KIM DUNG
tiêu dùng. Trong phạm vi nghiên cứu, định hướng nghiên cứu tác nhân epoxy hóa nào
làm tăng chất lượng và số lượng dầu đậu nành bị epoxy để ứng dụng trong thực tiễn.
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN…………………………………
I. GIỚI THIỆU VỀ DẦU THỰC VẬT
1.1. Sơ lược về dầu thực vật và phân bố …………………………………………1

1.2. Đặc trưng- tính chất vật lý- tính chất hóa học……………………………… 4
1.3. Công nghệ tinh luyện dầu thực vật………………………………………… 10
II. PHẢN ỨNG EPOXY HÓA VÀ CÁC TÁC NHÂN EPOXY HÓA……………11
III. ỨNG DỤNG CỦA EPOXY HÓA…………………………………………… 14
CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM……………………………………………………… 15
CHƯƠNG 3: ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU……………………………………… 18
TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………………… 20
TỔNG QUAN LUẬN VĂN GVHD: TS HOÀNG THỊ KIM DUNG
TỔNG QUAN LUẬN VĂN GVHD: TS HOÀNG THỊ KIM DUNG
TỔNG QUAN LUẬN VĂN GVHD: TS HOÀNG THỊ KIM DUNG
CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN
I. GIỚI THIỆU VỀ DẦU THỰC VẬT
1.1 Sơ lược về dầu thực vật và phân bố
Dầu mỡ là những hỗn hợp của nhiều chất hữu cơ tan trong các dung môi hữu cơ thông
thường như hexan,ete, cloroform nhưng không tan trong nước, tìm thấy rộng rãi trong
thực vật và động vật. Ngay cả rau quả không phải là nguồn chính chất béo cũng thường
chứa từ 0,1 đến khoảng 1% chất béo.
Dầu mỡ là nguồn năng lượng đậm đặc, khoảng gấp đôi năng lượng cung cấp bởi
lượng tương đượng protein hay đường bột. Khi nói đến vấn đề suy dinh dưỡng, thường là
nói đến sự thiếu protein và ít để ý đến vai trò của chất béo, ngoài ra số không ít bà mẹ
không dám cho trẻ con ăn dầu mỡ vì nghĩ rằng khó tiêu, cho nên trẻ em đã bị suy dinh
dưỡng mà ăn quá ít chất béo thì lại càng chậm hồi phục. Một điểm khác cũng đáng lưu ý
là trong tình trạng suy dinh dưỡng, thiếu năng lượng, cơ thể sẽ huy động chất béo trong tế
bào và mô mỡ, có khả năng góp phần làm cấu trúc các mô tế bào cơ thể thay đổi xấu đi,
chưa kể đến các bệnh lở ngoài da do thiếu chất béo, nhất là thiếu 1 số axit béo cần thiết
cho cơ thể được dầu mỡ cung cấp vào. Dầu mỡ còn hòa tan được các vitamin tan trong
dầu (A,D,E,K) giúp cho các quá trình sinh học trong cơ thể thực hiện được.
Dầu mỡ còn là nguồn nguyên liệu quan trọng cho công nghiệp chế biến sơn, vecni các
loại, keo, mực in, nến, chất tạo nhũ, chất thấm ướt, chất tẩy rửa, chất dẻo… một số chất
béo cũng dùng trong y dược như bơ, ca cao, dầu mù u, dầu thầu dầu…

Chất béo động vật chủ yếu nằm ở các lớp mỡ dưới da và quanh các cơ ở bụng và rải
rác ở 1 số bộ phận khác của cơ thể. Gan cá chứa 1 lượng chất béo quan trọng, sữa động
vất chứa chất béo là bơ. Nói chung lớp mỡ nằm dưới da động vất chứa 85-90% chất béo.
Trong cá voi lớp mỡ dưới da có thể dày đến 40-45 cm và chiếm 25-30% trọng lượng cơ
thể.
Chất béo thực vật tích trữ chủ yếu trong quả và hột. khi hạt nảy mầm cũng như trong
lúc tăng trưởng ban đầu, chất béo bảo đảm năng lượng cần thiết.
Về nguồn gốc sinh thành, đối với thực vật, chất béo có thể được tổng hợp về gluxit.
Trong các hột, khi hột chín dần thì 1 phần tinh bột sẽ chuyển thành chất béo. 1 trường
hợp ghi nhận là trong hột điều, khi trái điều chín, vỏ hột điều mới có nhiều dầu gốc
phenol, thí nghiệm cho biết 1 số chất béo từ nhân đã chuyển thành dầu vỏ hột điều.
Đối với động vật, chất béo có được từ nguồn cung cấp ngoài nhưng cũng có thể tổng
hợp từ gluxit và protein. Một số axit béo cần thiết cho cơ thể động vật không tổng hợp
được trực tiếp và cần phải được cung cấp vào ( axit linoleic chẳng hạn).
8
TỔNG QUAN LUẬN VĂN GVHD: TS HOÀNG THỊ KIM DUNG
Hiện nay nguồn dầu mỡ trong nước chủ yếu là dầu dừa, dầu phộng và 1 ít mỡ heo, mỡ
bò. Trong tương lai rất gần ta có thêm nguồn dầu đậu nành.
1.1.1 Dầu dừa
Dừa tập trung nhiều nhất ở Bến Tre, Bình Định, Thanh Hóa…. Tuy nhiên năng suất
dầu của các giống dừa của ta tương đối quá thấp so với giống dừa của nước ngoài. Nhiều
vườn dừa chưa chăm sóc đúng mức, sâu bệnh phá hoại, dừa mọc hoang…, do đó để khôi
phục và phát triển ngành dừa cần phải giải quyết hàng loạt vấn đề về giống, phân bón,
thuốc trừ sâu, phương pháp chế biến, đội ngũ chuyên môn. Trước mắt cần đảm bảo số
dừa con cho đủ để khôi phục lại những rừng dừa đã già hay đã bị thuốc khai hoang tàn
phá trong chiến tranh.
1.1.2 Dầu đậu phộng
Đậu phộng là loại cây cho dầu ngắn ngày cũng được trồng nhiều nơi trong nước.
1.1.3 Dầu đậu nành( đậu tương)
Có thể nói đậu nành là cây có dầu đứng đầu về sản lượng thế giới, trồng nhiều nhất ở

Mỹ và Trung Quốc, Brazil. Ở Việt Nam sản lượng đậu nành hằng năm 100.000-125.000
tấn, năng suất là 9.5-10 tạ/ha (niên giám thống kê năm 1995).
Ở Việt Nam trồng nhiều nhất là Hà Bắc, Cao Bằng, Hà Tây, Đồng Nai, Đồng Tháp,
An Giang.
Là loại hạt có đạm và có dầu. protein (đạm) của dầu đậu nành có hoạt tính sinh học
cao và có thể hỗ trợ khi thiếu protein động vật. Thành phần axit amin của protein đậu
nành rất hoàn chỉnh, chứa tất cả các axit amin không thay thế. Hàm lượng lizin trong đậu
nành gấp 10 lần so với lúa mỳ, ngô, gạo; còn tryptophan gấp 9 lần so với lúa mỳ. Trong
hạt đậu nành, hàm lượng protein hòa tan trong nước có tới 80-90% trong tổng số các
protein. Do tính chất trên nên đậu nành là nguyên liệu quý để sản xuất sữa đậu nành và
các sản phẩm giàu protein thực vật khác.
Trong hạt đậu nành ngoài hệ enzym (lipase, lipoxydase) các vitamin còn đặc biệt
chứa chất kiềm hãm tripcin (kìm hãm quá trình tiêu hóa và trao đổi chất), saponin (chất
kìm hãm sự phát triển của gà con, chất tạo bọt).
Hàm lượng dầu trong hạt từ 15-25%. Dầu đậu nành chứa hàm lượng photphatit khá
cao 3-5%. ở nước ta phát triển photphatit đậu nành cô đặc được ứng dụng trong công
nghiệp sản xuất margarin,bánh kẹo, bánh mỳ.
Hạt đậu nành hình oval, có vỏ bao bọc, vỏ chiếm khoảng 5% khối lượng hạt. Khối
lượng 1000 hạt khô là 140-200g. dung trọng của hạt là 600-780 kg/m3. Dầu nành ép từ
hạt đậu nành có màu từ vàng nhạt đến vàng, có mùi đặc trưng của đầu nành, có thành
phần axit béo khá hoàn chỉnh.
Các chỉ số của dầu:
- SV : 189-195
9
TỔNG QUAN LUẬN VĂN GVHD: TS HOÀNG THỊ KIM DUNG
- IV : 105-130
- Tỷ trọng ở 30
o
C là 0.918-0.924
Thành phần axit béo:

- Axit béo no (chủ yếu là palmitic): 10-20%
- Axit béo không no (chủ yếu là oleic và linolenic): 80-85%

Thành phần Tỷ trọng
Palmitate 13
Stearate 4
Oleate 19
Linoleate 56
Linolenate 5
Behenate 1
Khác 2
1.1.4 Dầu cao su
Hạt cao su cũng cho hàm lượng dầu đáng kể (10-14% trọng lượng hột kể cả vỏ). với
trên 500.000 ha dự tính trồng, thì có thể thu hoạch khoảng 200.000 tấn hột tức 20.000 tấn
dầu/ năm. Đây là 1 lượng dầu công nghiệp đáng kể cho các tỉnh phía Nam.
1.1.5 Dầu thấu dầu
Thầu dầu cũng là loại cây công ngiệp ngắn ngày cho dầu. Hàm lượng dầu trong hột
khoảng 35-55%. Dầu thầu dầu đã có chỗ đứng trong công nghiệp chế biến trong nước.
1.1.6 Những nguồn dầu khác
a) Dầu mè
Mè cũng là cây công nghiệp ngắn hạn được trồng từ lâu. Có hai loại mè: mè trắng
(sesamum indicum) và mè đen (sesamum nigrum). Năng suất hột tương đối kém 400-600
kg/ha. Hột mè chứa khoảng 50-55% dầu. Dầu mè có mùi dễ chịu dùng trong các bữa ăn,
hiện rất có giá.
b) Dầu bông
Dầu bông là sản phẩm phụ của công nghiệp bông vải. Hàm lượng dầu trong hột kể cả
vỏ là 15-25%. Năng suất hột khoảng 2 tấn/ha. Nếu phát triển trồng bông vải nhiều ở miền
trung, lượng dầu bông thu hoạch sẽ đáng kể. Dầu bông có thể chứa chất độc goxipol do
đó cần tách sạch trước khi sử dụng trong ngành thực phẩm. Liên Xô, Trung Quốc và Mỹ
là 3 nước sản xuất dầu bông lớn nhất thế giới.

c) Dầu trấu
Cây trấu được trồng ở miền Bắc. Dầu trấu gồm glixerit chứa nhiều axit béo có 3 nối
kép liên hợp (axit anpha-eleostearic). Đây là loại dầu công nghiệp sử dụng trong lĩnh vực
sơn, vecni. Hiện lượng dầu trấu cung cấp vẫn chưa đủ cho nhu cầu trong nước.
d) Dầu cám
Đây là 1 nguồn dầu khá lớn chưa được khai thác đúng mức trong nước do chưa giải
quyết được việc tập trung lượng lớn khá phức tạp và kỹ thuật xử lý, trích ly, ép và chế
10
TỔNG QUAN LUẬN VĂN GVHD: TS HOÀNG THỊ KIM DUNG
biến còn thô sơ. Với 10 triệu tấn lúa, có khoáng 1 triệu tấn cám và lấy được 100.000 tấn
dầu. Đồng bằng sông Cửu Long là vựa lúa và nếu đầu tư đúng mức, có thể là vựa dầu
cám quan trọng của cả nước. Nhật là nước có công nghiệp chế biến dầu cám lớn nhất để
làm dầu ăn.
e) Dầu cá
Nguồn dầu cá gần như chưa được khai thác trong nước. Hàng năm đến mùa cá rộ,
chúng ta bỏ đi 1 khối lượng dầu không nhỏ. Dầu cá có mùi tanh khó chịu nên khó sử
dụng như các nguồn dầu mỡ khác nhưng có thể nghiên cứu tạp chất khử mùi tanh và chế
biến thích hợp để sử dụng ít nhất trong lĩnh vực công nghiệp.
1.2 Đặc trưng-tính chất vật lý-tính chất hóa học
I.2.1. Tính chất vật lý
Dầu mỡ là triglycerit tức trieste của glyceryl với 3 axit béo, công thức chung là :
Danh từ dầu được dùng để chỉ triglycerit lỏng ở nhiệt độ thường (dầu phộng, dầu đậu
nành, dầu mè…) và mỡ dùng để chỉ glycerit rắn ở nhiệt độ thường (mỡ bò, mỡ heo, mỡ
cừu…). Thể lỏng là do dây axit béo ngắn hoặc dây axit béo dài nhưng mang nhiều nối
kép (dầu lanh, dầu cao su, dầu đậu nành…).
Dầu mỡ thô còn chứa 1 ít chất không thuộc loại triglycerit. Một số dầu như dầu cao
su, dầu cám bị men lipazo thủy phân, chứa axit béo tự do, điglycerit RCOOCH
2
-
CH(OCOR’)-CH

2
OH hay monoglycerit RCOOCH
2
-CHOH-CH
2
OH. Dầu mỡ thô còn
chứa 1 lượng nhỏ các tạp chất khác.
Phần lớn các axit béo trong các triglycerit là những axit có carbon chẵn và thẳng (4-
30 C). Không chứa nhóm định chức khác trên dây. Trong 1 số ít trường hợp, axit có dây
nhánh hoặc chứa nhóm OH (axit ricinoleic trong dầu thầu dầu), Vòng epoxy (dầu cây đen
miền bắc), vòng xixlopenten.
Bản chất của các axit béo quyết định 1 phần lớn đặc trưng hóa lý của dầu mỡ.
Trong dầu thực vật, axit chứa 18 C chiếm tỷ lệ khá nhiều trừ vài trường hợp đặc biệt
như dầu dừa, dầu cọ dầu có tỷ lệ axit 12 C chiếm lớn nhất. Các dây của axit có thể no hay
chứa 1,2,3 hoặc 4 nối kép.
11
TỔNG QUAN LUẬN VĂN GVHD: TS HOÀNG THỊ KIM DUNG
Về mặt lý tính, dây axit béo càng dài và càng no thì độ nóng chảy của triglycerit càng
cao, áp suất hơi càng kém, do đó ít có mùi (mùi nặng của dầu cá là do các tạp chất). Với
những triglycerit có dây ngắn như dầu dừa, sự thủy phân hay oxi hóa phóng thích các axit
béo tự do có khối lượng phân tử nhỏ, dễ bay hơi, gây mùi khó chịu. Cùng 1 chiều dài
dây, axit nào có chứa nhiều nối kép thì càng có độ nóng chảy thấp, sự kiện đó giải thích
tại sao mỡ heo rắn ở nhiệt độ thường trong khi đó dầu đậu nành lỏng ở nhiệt độ thường.
Các loại dầu có glycerit chứa nhiều nối kép để lâu sẽ có đô nhớt tăng dần do phản ứng
oxy hóa trùng hợp thông qua nối kép trên dây. Điều này giải thích tại sao dầu cao su để
càng lâu càng sệt lại dần.
Các chỉ số quan trọng của dầu mỡ
Khi thẩm định tính chất, tầm áp dụng của dầu mỡ, người ta thường dựa trên 1 số chỉ
số đặc trưng.
a) Chỉ số axit

Chỉ số axit được định nghĩa là số miligam KOH cần thiết để trung hòa lượng axit béo
tự do có trong dầu.
Ý nghĩa:
Chỉ số axit càng cao chứng tỏ dầu mỡ càng kém chất lượng. ngược lại chỉ số axit càng
thấp thì dầu càng tốt và bảo quản tốt. Chỉ số này cho biết mức độ không no của dầu mỡ.
Tuy nhiên không cho biết cấu trúc của dầu và thành phần axit béo chưa no (hai đặc điểm
quan trọng nếu muốn sử dụng tính không no của dầu cho mục đích công nghiệp).
b) Chỉ số xà phòng hóa
Là số miligam KOH cần thiết để trung hòa hoàn toàn 1g dầu mỡ.
Ý nghĩa:
Chỉ số xà phòng hóa càng cao chứng tỏ dầu mỡ chứa nhiều axit béo phân tử lượng
thấp và ngược lại. Tức là cần nhiều bazo mới có thể xà phòng hóa hoàn toàn dầu.
c) Chỉ số iod
Là số gam iod hấp thu bởi 100g dầu mỡ để đạt được sự bão hòa.
Chỉ số iod càng cao thì triglycerit càng chứa nhiều nối kép. Dầu dừa chủ yếu gồm
triglycerit chưa no có chỉ số iod khoảng 7-10 trong khi dầu cao su thiên nhiên chứa nhiều
triglycerit chưa no có chỉ số iod khoảng 127-136.
Chỉ số iod được sử dụng để phân loại dầu. Tuy nhiên nhược điểm của chỉ số iod là chỉ
cho biết độ chưa no mà không cho biết chi tiết cấu trúc của dầu mỡ và thành phần axit
béo chưa no, hai điểm này rất quan trọng nế muốn sử dụng tính chưa no của dầu cho mục
tiêu công nghiệp.
Cơ sở của phương pháp:
Phương pháp sử dụng thuốc thử có iod clorua kết hợp với các nối kép trong chất béo.
Lượng ICl dư sẽ được kết hợp với KI để giải phóng iod ở dạng tự do và được định phân
12
TỔNG QUAN LUẬN VĂN GVHD: TS HOÀNG THỊ KIM DUNG
bằng dung dịch natrithiosulphate chuẩn. Từ đó dễ dàng biết được lượng ICl đã kết hợp
với chất béo và tính chỉ số iod.
2KI + KIO
3

+ 6HCl = 3ICl + 3KCl + 3H
2
O
R
1
-CH=CH-R
2
-COOH + ICl =
Lượng ICl dư sẽ được định phân bằng dung dịch natrithiosulphate chuẩn sau khi đã
thêm dung dịch KI và nước vào hỗn hợp phản ứng.
ICl + KI = KCl + I
2
I
2
+ 2Na
2
S
2
O
3
= 2NaI + Na
2
S
4
O
6
d) Chỉ số este
Là số mg KOH cần thiết để xà phòng hóa hết triglycerit có trong 1g dầu mỡ.
Ý nghĩa:
Chỉ số este càng cao hàm lượng glycerin có trong dầu mỡ càng nhiều bởi người ta có

thể dự đoán %glyceryl= chỉ số este. 0.054644
e) Chỉ số epoxi
Cho biết số đương lượng epoxy có trong 100g dầu.
f) Thành phần không xà bông hoá.
Cho biết số lượng chất không xà bông hóa trong dầu mỡ. Thành phần này càng cao thì
tạp chất trong dầu mỡ càng nhiều. Dầu mỡ tinh luyện thì phải có thành phần không xà
bông hóa thật thấp.
I.2.2. Tính chất hóa học
a. Phản ứng thủy phân và xà phòng hóa
Với sự hiện diện của nước hoặc hơi nước, dầu mỡ bị thủy phân để phóng thích axit
béo và glyceryl. Phản ứng có xúc tác bằng axit vô cơ hay enzim.
(CH
3
[CH
2
]
16
COO)
3
C
3
H
5
+ 3 NaOH > 3 CH
3
[CH
2
]
16
COONa + C

3
H
5
(OH)
3
Phản ứng này là căn bản của sự chế tạo xà phòng cho tẩy rửa.
b. Phản ứng với rượu
Trong môi trường axit, rượu tạo phản ứng este trao đổi.
Phản ứng này cũng xảy ra trong môi trường bazo.
Đây là phản ứng căn bản để biến đổi triglycerit thành este methyl của axit béo để có
thể phân tích thành phần hóa học bằng sắc ký khí.
c. Phản ứng khử xúc tác để cho rượu từ chất béo
Triglycerit được cho phản ứng với rượu dây ngắn theo phản ứng este hóa trao đổi sau
đó hidro hóa với sự có mặt của chất xúc tác cromit đồng ở 200-400
o
C dưới áp suất 100-
200 atm.
Phản ứng này là cơ sở của sự điều chế rượu béo từ dầu mỡ. Một trong những rượu
béo quan trọng cho công nghiệp chất hoạt động bề mặt là rượu lauryl chế tạo từ dầu dừa.
13
TỔNG QUAN LUẬN VĂN GVHD: TS HOÀNG THỊ KIM DUNG
Lưu ý là trong phòng thí nghiệm có thể khử este thành rượu bằng phản ứng với Natri.
Rượu béo sinh ra đượu sulphat hóa với axit H
2
SO
4
đậm đặc và tiếp theo là sự trung
hòa để cho sulpphat alkyl có tính hoạt diện.
d. Phản ứng đồng phân hóa
Dưới tác dụng bazo hòa tan trong rượu thích hợp, có sự đồng phân hóa các nối kép để

tiến từ vị trí cũ không liên hợp đến vị trí mới liên hợp. Phản ứng này tăng tính khô của
dầu.
Sự đồng phân hóa còn có thể được thực hiện với chất xúc tác thích hợp.
e. Phản ứng cộng Hidro
Phản ứng này có tác dụng cộng hidro vào nối kép trên dây dầu với sự có mặt của chất
xúc tác thích hợp. Tác dụng làm giảm đi nối kép trên dây, do đó giảm khả năng oxit hóa
trùng hợp của dầu, khiến cho sự bảo quản dầu trở nên ổn định hơn. Phản ứng cộng hidro
một phần cũng có mục đích giữ không cho dầu trở mùi khi để lâu (dầu đậu nành chẳng
hạn). Nó cũng được dùng để chế biến dầu thành shortening,margarin. Người ta muốn
hidro hóa chọn lọc để lấy bớt axit linoleic, vì axit này chính là nguyên nhân của sự hư
hỏng cũng như trở mùi của dầu.
1.2.3 Tiêu chuẩn của dầu thực phẩm
a. Khả năng dinh dưỡng cao và không chứa độc tố
Một số thử nghiệm chỉ rằng chất béo gồm triglycerit bảo hòa ăn vào cơ thể có thể gây
nên các hiện tượng như xơ động mạch, lượng cholesterol trong máu tăng hay lỡ da. Trái
lại gần như không thấy các triệu chứng trên nếu dầu mỡ chứa một số triglycerit chưa no
cấu tạo bởi axit béo cần thiết có nhiều nối kép. Các axit béo này cũng được chứng minh
là cần thiết cho sự phát triển của cơ thể. Như vậy, chất béo ăn tốt có chứa nhiều
triglycerit cấu tạo bởi axit béo nhiều nối kép.
Tuy nhiên, hệ số tiêu hóa cũng phải khá cao mới đảm bảo khả năng dinh dưỡng.
Dường như lý do quan trọng quyết định sự hấp thu dầu mỡ là độ nóng chảy. Độ nóng
chảy trên 50
o
C làm giảm khả năng hấp thu, có thể là do nơi chất béo khó bị nhũ hóa, ở
dưới dạng vi tinh thể thay vì dạng micell.
Dầu hidro hóa một phần có thể chứa triglycerit trans thay vì thông thường là cis.
Nghiên cứu cho thấy chất béo nhiều nối kép nhưng trans không thay thế được chất cis, vì
chất trans cũng không biến đổi được thành prostaglandin có hoạt tính sinh học mạnh cần
thiết cho cơ thể.
Cho đến nay chỉ có thể kết luận là ăn chất béo có thành phần axit béo cần thiết trong

triglycerit là tốt. Có khuyến cáo của FAO là để tránh bệnh xơ động mạch nên dùng dầu
mỡ mà 10-13% lượng số calori từ chất béo được cho bởi chất béo có chứa nhiều nối kép.
Trong 2 axit béo cần thiết có trong dầu thực vật, vai trò của axit linoleic không rõ ràng
lắm, trái lại axit béo linoleic rõ ràng là cần thiết và không tổng hợp được trong cơ thể con
người. Axit linolenic lại dễ gây ra hiện tượng ôi dầu cho nên người ta có khuynh hướng
14
TỔNG QUAN LUẬN VĂN GVHD: TS HOÀNG THỊ KIM DUNG
hidro hóa chọn lọc dầu để làm giảm tối đa lượng axit linolenic mà không đụng đến đáng
kể lượng axit linoleic.
Hơn nữa khả năng dinh dưỡng của chất béo còn tùy thuộc vào cách sử dụng và bào
quản.
Nếu chiên quá nóng các phân tử triglycerit nhất là các phân tử có nhiều nối kép bị
nhiệt phân, nối C-H và C-C có thể bị cắt đứt. Gốc tự do sinh ra có thể phản ứng với oxi
hay các phân tử khác tạo thành nhiều chất có thể tiêu hóa không dễ dàng, thậm chí có thể
là độc nhất.
Ngay cả trong qúa trình bảo quản dầu mỡ, nếu không quan tâm đúng mức trong các
biện pháp xử lý, dầu mỡ cũng có thể bị oxit hóa, tạo sự ôi dầu. Hiện tượng này còn do tác
dụng của ánh sáng cũng như tạp chất bẩn trong dầu (một số ion kim loại chẳng hạn). Sự
oxit hóa chậm này dẫn đến sự hình thành một số chất mới như các hợp chất cacbonyl
cũng như các hợp chất khác. Sự oxit hóa bắt nguồn là axit béo có nhiều nối kép như axit
linolenic. Do đó dầu hidro hóa một phần ổn định nhiều hơn. Trên cơ sở đó, có thể thấy
rằng nếu dùng dầu mỡ để chiên nóng nên sử dụng dưới dạng hidro hóa hơn là dạng
nguyên thủy. Sự kiện đó cũng giải thích tại sao người ta chế biến mì ăn liền bằng cách
chiên với shortening ( mỡ có từ dầu do sự hidro hóa một phần) thay vì chiên với dầu chưa
hidro hóa.
Về vấn đề độc tố, cần phải kiểm tra thật kỹ bằng nhiều phương pháp sinh lý và hóa
học.
Ví dụ: dầu cao su cho đến nay vẫn chưa được kiểm nghiệm về mặt độc tố, người ta
biết rằng bã sau khi ép dầu còn chứa nhiều glicosit xyanuagen, dưới tác dụng enzym
chẳng hạn, có thể giải phóng HCN rất độc cho cơ thể. Như vậy cần phải kiểm nghiệm

thật kỹ xem dầu cao su có tạp chất này không. Hạt đậu phộng để nơi ẩm ướt, nóng có thể
bị nấm mốc.đem đậu phông ép lấy dầu thì cần phải kiểm tra dầu về mặt aflatoxin.
Trên cơm dừa bảo quản không kỹ, cũng phát hiện cả loại mốc là aspergillus flavus và
aspergillus niger, sự kiện này yêu cầu nhà sản xuất dầu cần phải thận trọng tối đa.
b. Dầu mỡ không được chứa axit béo tự do
Lượng axit tự do cho phép đối với dầu chiên xào khoảng 0,5% là tối đa và thấp hơn
nữa cho dầu trộn xà lách.
Nói chung dầu thô thường chứa 1 lượng axit béo tự do nhiều hay ít tùy theo loại. Một
nguyên nhân là sự thủy phân của triglycerit dưới tác dụng của men lipazo. Dầu cao su
mới ép có chỉ số axit khoảng 10 nhưng chỉ một thời gian độ 2 tuần thì chỉ số axit có thể
lên đến 50-60. Dầu dừa do có dây axit béo ngắn trong triglycerit, cũng dễ bị thủy phân
hóa học làm tăng chỉ số axit. Sự thủy phân cũng được thực hiện dưới tác dụng của
enzym. Chính sự giải phóng axit béo tự dotrong dầu dừa làm dầu dừa có mùi xà bông.
Mì ăn liền chế biến với dầu dừa nếu để lâu trong không khí ẩm, và không có bao bì kín sẽ
bị hiện tượng có mùi xà bông khi nấu ăn, đó là do dầu dừa bị thủy phân.
15
TỔNG QUAN LUẬN VĂN GVHD: TS HOÀNG THỊ KIM DUNG
c. Không màu, hoặc nếu có màu thì vàng lợt, không mùi khó chịu có ít tạp chất
Các màu sậm của dầu thô là do các sắc tố caroten,clorophyl… có mặt trong dầu. Có
thể khử màu bằng cách hấp thu với những chất thích hợp như than hoạt tính, bentonit.
Thường thường người ta sử dụng 3 phần đất và 1 phần than hoạt tính, tỷ lệ tẩy màu đối
với dầu khoảng 1-2% theo khối lượng, nhiệt độ tẩy màu khoảng 80-90
o
C và sự tẩy màu
thường được thực hiện dưới áp suất thấp.
d. Dầu tinh chế có thể giữ được lâu không bị ôi, không bị trở mùi
Sự ôi dầu khi để lâu có thể do nhiều nguyên nhân:
• Sự thủy phân giải phóng axit béo từ triglycerit.
• Ôi dầu do phản ứng oxit hóa hóa học:
Sự oxit hóa hóa học xảy ra dễ với dây triglycerit có nhiều nối kép (axit béo tương ứng

như axit linoleic, axit anpha-elestearic, axit linoleic…). Nó bắt nguồn từ phản ứng cộng
oxi vào nối kép hay xen vào cacbon anpha đối với nối kép tạo các hidropeoxit, các
hidropeoxit này phân hủy để cho các hợp chất cacbonyl, ancol và các chất khác. Phản
ứng trùng hợp cũng có thể xảy ra làm tăng độ nhớt của dầu với thời gian. Phản ứng oxit
hóa là phản ứng dây chuyền thuộc gốc tự do.
e. Không có sự trở mùi của dầu
Dầu trở mùi có mùi tanh cá, mùi cỏ hay đậu còn xanh, mùi khoai.
Axit linolenic được xem là một nguyên nhân quan trọng của sự trở mùi của dầu đã
tinh chế như dầu đậu nành chẳng hạn. Sự trở mùi này đã thấy xuất hiện dù chỉ số peoxit
hãy còn thấp ( dưới 10), mùi hôi do sự oxit hóa dầu mỡ ứng với chỉ số peoxit cao hơn
nhiều, ứng với mức độ oxy hóa đã khá. Như vậy sự trở mùi dầu đã xuất hiện ngay từ
những lúc đầu của phản ứng oxit hóa. Ion kim loại có mặt trong dầu làm tăng nhanh sự
trở mùi.
Hiện tượng trở mùi là một bài toán mà nước ta cũng phải giải quyết với sự phát triển
của cây đậu nành trong nước. Nó hình thành trong dầu đậu nành khá dễ so với các dầu
quen thuộc khác trong nước, khó bị tiêu diệt bằng sự tinh luyện và phản ứng hidro hóa
một phần, và cũng không bị chặn đứng bằng các chất chống oxy hóa.
Ngoài các sản phẩm do sự phân hủy dầu dưới tác dụng oxit hóa nhiệt, còn có khả
năng phản ứng giữa chất béo và protein mà hậu quả thường là làm giảm tính dinh dưỡng
của thức ăn có protein. Andehit sinh ra trong sự phân hủy dầu có thể tác dụng với các
nhóm amin tự do của protein làm giảm tính ưa nước của protein hay tạo phản ứng nâu
hóa.
Trong khi chiên thức ăn, phần lớn các thức ăn hút dầu mỡ nhiều cho nên tỉnh thoảng
phải thêm dầu mới vào, như vậy thời gian dầu mỡ chịu tác dụng oxit hóa nhiệt không thật
dài lắm, các hư hỏng cũng giảm đi. Hơn nữa trong khi chiên xào, hơi nước bốc lên cũng
làm chậm sự khuếch tán của oxi vào dầu mỡ, do đó phản ứng oxit hóa của oxi với không
khí cũng không thật nhanh lắm. Tuy nhiên khi chiên một số thức ăn như thịt heo, gà, dầu
mỡ từ heo, gà chảy ra thêm, cho nên thường không có vấn đề cho thêm dầu mỡ. Hậu quả
16
TỔNG QUAN LUẬN VĂN GVHD: TS HOÀNG THỊ KIM DUNG

là dầuu mỡ trong chảo chịu sự oxit hóa lâu, nhất là trong các tiệm ăn mà chảo dầu mỡ
được dùng lâu. Cần phải cẩn thận, trông chừng có sự ôi hay không để thay thế chất béo
mới.
I.3. Công nghệ tinh luyện dầu thực vật
Dầu mỡ thô khai thác từ động thực vật ngoài thành phần chính là glycerit còn có một
số tạp chất làm cho dầu mỡ chưa đạt yêu cầu trong thực phẩm và những tạp chất đó có
thể gây ra những biến đổi làm ảnh hưởng chất lượng dầu mỡ trong khi cất giữ bảo quản.
tạp chất trong dầu thô là gôm, sáp, axit béo tự do, tạp chất hữu cơ, các chất gây màu, gây
mùi…
Mục đích tinh luyện là dùng các phương pháp khác nhau để loại trừ các tạp chất ra
khỏi dầu mỡ, đảm bảo được yêu cầu chất lượng trong các lĩnh vực sử dụng.
• Là khâu đầu tiên quan trọng, tăng thêm được nhiều sản lượng dầu cung cấp cho
thực phẩm. Từ dầu không có giá trị thực phẩm thành nguồn dầu mỡ thực phẩm tốt.
• Là giai đoạn xử lý nguyên liệu đầu tiên trong dây chuyền công nghệ tinh luyện.
Dầu mỡ sau tinh luyện cần đạt các yêu cầu:
• Về màu sắc: màu vàng nhạt đến trắng, trong suốt.
• Về mùi vị: không có mùi vị ban đầu của dầu thô, không có mùi lạ.
• Về thành phần: loại trừ các tạp chất không cần thiết đến mức thấp nhất, đồng thời
không được để lại những tạp chất sinh ra trong quá trình tinh luyện.
• Đảm bảo các yêu cầu vệ sinh công nghiệp thực phẩm.
Tinh luyện dầu mỡ là quá trình kết hợp một vài hoặc nhiều biện pháp dưới đây, tùy
theo chất lượng của nguyên liệu yêu cầu sử dụng, điều kiện sản xuất, loại dầu mỡ, chất
lượng dầu mỡ thô:
• Phương pháp vật lý dùng để tách tạp chất có đặc tính cơ học: lắng tự nhiên, ly tâm,
lọc bằng vải, giấy, qua chất hấp phụ. Dùng nhiệt như sấy để tách nước và các sản
phẩm dễ bay hơi, làm lạnh để tách sáp…
• Phương pháp hóa học: loại axit béo và các tạp chất khác bằng xút (gọi là giai đoạn
trung hòa). Hay trung hòa bằng Na
2
CO

3
, hay vôi (ít dùng), tách axit bằng dung môi,
este hóa, dùng nhựa trao đổi ion… hoặc tinh luyện bằng H
2
SO
4
đậm đặc do nó có khả
năng hút nước làm cho các tạp chất có tính keo hòa tan như protit, nhựa thực vật biến
tính và tách ra khỏi dầu mỡ. Ngoài ra, H
2
SO
4
đậm đặc còn phá hủy một số chất màu
tạo điều kiện thuận lợi cho việc tách chúng bằng nước. Tinh luyện bằng axit chủ yếu
dùng với các loại mỡ động vật chứa nhiều protit, các chất nhựa có tính keo hòa tan.
• Các phương pháp hóa lý: dùng các chất hấp phụ, để loại chất màu, mùi.
II. PHẢN ỨNG EPOXY HÓA VÀ CÁC TÁC NHÂN EPOXY HÓA
2.1. C ơ chế của phản ứng epoxy hóa
Các peracid (peroxy acid) như peracetic acid (peroxyacetic acid) CH
3
CO
2
OH hay
perbenzoic acid (peroxybenzoic acid) C
6
H
5
CO
2
OH, performic acid (peroxyformic acid)

HCO
2
OH… có khả năng tham gia phản ứng oxy hóa với các alken. Khi thực hiện phản
17
TỔNG QUAN LUẬN VĂN GVHD: TS HOÀNG THỊ KIM DUNG
ứng oxy hóa với các peracid trong các dung môi không có proton như clorofom hay ete,
sẽ tạo thành hợp chất vòng ba cạnh chứa nguyên tử oxygen gọi là epoxy. Quá trình này
gọi là quá trình epoxy hóa. Cần lưu ý là sản phẩm epoxy của phản ứng này chỉ bền khi
trong dung dịch không có mặt các tác nhân ái nhân khác.
Các peracid tác dụng lên alken theo cơ chế được mô tả như sau, trong đó có sự hình
thành liên kết giữa nguyên tử oxygen trong nhóm –OH của peracid với alken (nguyên tử
oxygen xa nhóm carbonyl nhất) để tạo thành vòng epoxy ba cạnh. Đồng thời có sự hình
thành liên kết giữa nguyên tử hydrogen của nhóm –OH trong peracid và nguyên tử
oxygen trong nhóm carbonyl, từ đó giải phóng ra phân tử carboxylic acid. Cần lưu ý là
nguyên tử oxygen trong nhóm carbonyl của sản phẩm carboxylic acid khác với nguyên tử
oxygen trong nhóm carbonyl của nguyên liệu peracid.
Hợp chất epoxy được sinh ra trong phản ứng sẽ tham gia phản ứng thủy phân với
H
2
O
2
, phản ứng xảy ra nhanh khi có mặt của xúc tác acid hay base, hình thành sản phẩm
diol. Do án ngữ không gian của vòng epoxy, tác nhân ái nhân phải tấn công vào vòng
epoxy về phía ngược lại, do đó sản phẩm tạo thành là trans diol. Một cách tổng quát, có
thể tóm tắt phản ứng oxy hóa alken bằng peracid trong dung môi H
2
O
2
, sau đó thủy phân
trong môi trường acid hay môi trường kiềm tạo thành sản phẩm trans-diol.

Ngoài phản ứng thủy phân, các hợp chất epoxy còn tham gia phản ứng mở vòng dễ
dàng với các tác nhân ái nhân khác do vòng epoxy không bền. Phản ứng cũng thể được
xúc tác bằng acid hay có thể xảy ra trong môi trường kiềm. Trong vòng epoxy đối xứng
như trường hợp ethylen oxide, khả năng phản ứng của 2 nguyên tử carbon trong vòng
epoxy là như nhau. Trong trường hợp vòng epoxy bất đối xứng, hai nguyên tử carbon của
vòng epoxy không tương đương nhau, sản phẩm tạo thành sẽ tùy thuộc vào điều kiện
thực hiện phản ứng. Khi phản ứng được thực hiện trong môi trường kiềm, tác nhân ái
nhân sẽ tấn công vào nguyên tử carbon ít mang nhóm thế nhất (ít bị cản trở về mặt không
gian nhất). Khi phản ứng thực hiện trong acid, sau khi proton H
+
tấn công vào nguyên tử
oxygen của vòng epoxy, tác nhân ái nhân sẽ tấn công vào phía nguyên tử carbon mang
nhiều nhóm thế nhất.
2.2. Epoxy hóa bằng không khí
Quá trình epoxy hóa bằng không khí với xúc tác Ag được dùng rộng rãi cho các olefin
thấp phân tử như ethylene.
Phản ứng cũng đồng thời tạo ra một lượng khá lớn các sản phẩm phụ gồm CO
2
và
H
2
O làm giảm hiệu quả của phản ứng.
Quá trình này được dùng để điều chế một lượng lớn ethylene oxide và ethylene glycol
ngày nay. Hiệu quả của phản ứng giảm khi chiều dài mạch carbon tăng.
2.3. Epoxy hóa bằng hidrogenperoxide H
2
O
2
Hydrogenperoxide là hóa chất cơ bản để điều chế epoxy. Tuy nhiên, nó là tác nhân
epoxy hóa yếu và thường được chuyển sang dạng hoạt động hơn để có thể sử dụng hiệu

18
TỔNG QUAN LUẬN VĂN GVHD: TS HOÀNG THỊ KIM DUNG
quả cho các phản ứng hữu cơ, điển hình là peracid hữu cơ, hydrogenperoxide được hoạt
hóa kim loại và hydrogenperoxide kiềm.
2.3.1. Hydrogenperoxide kiềm
Hệ Hydrogenperoxide kiềm được dùng để epoxy hóa các hợp chất α,β carbonyl chưa
no và nitrile mà khi sử dụng các peracid sẽ epoxy hóa không an toàn. Hệ
hydrogenperoxide kiềm dùng để epoxy hóa đòi hỏi sử dụng dung môi alcohol.
Dung dịch kiềm trung bình sử dụng sau đó để loại trừ dung môi phản ứng và chiết ra,
trong nhiều trường hợp làm tăng hiệu suất epoxy. Tuy nhiên dung dịch hydrogenperoxide
kiềm trong methanol, ethanol, pyridine và dioxane cho kết quả epoxy hóa hiệu quả.
Hệ hydrogenperoxide kiềm đôi khi được sử dụng trong công nghệ dược phẩm để
epoxy hóa liên kết chưa no ở vị trí α,β đối với các nhóm keto của các phân tử hợp chất
hữu cơ.
2.3.2. Hydrogenperoxide hoạt hóa bằng kim loại
Hoạt tính oxy hóa nhẹ của hydrogenperoxide tăng đáng kể khi sử dụng xúc tác kim
loại. Ví dụ các xúc tác như OsO
4
được dùng kết hợp với hydrogenperoxide trong dung
môi hữu cơ để tạo ra các peracid vô cơ trung gian. Các acide như vậy không bền nhưng
hiệu quả trong việc biến đổi nối đôi thành vicinal diol. Do đó chúng là những tác nhân
hydroxyl hóa rất tốt.
Hydrogenperoxide xúac tác kim loại chưa thấy sử dụng nhiều trong công nghiệp
nhưng đưa ra hứa hẹn đáng kể.
2.4. Epoxy hóa bằng peracid
Năm 1909 Prileschajew đã khám phá ra phản ứng của các peracid hữu cơ với liên kết
đôi. Phản ứng này trở nên quan trọng những năm gần đây đối với việc điều chế epoxy
fatty acide plasticzer, epoxy insecticide, nhựa epoxy…
Trong các peracid hữu cơ, nổi bật lên là peracide và performic acid. Chúng được chia
thành 2 loại là tạo sẵn và in situ

2.4.1. Peracetic acide CH
3
COOOH
Peroxy acetic acid hay còn gọi là peracetic acid là một tác nhân oxy hóa mạnh, được
phát triển nhanh chóng trong lĩnh vực tổng hợp hữu cơ. Với peracid này ta có thể tạo ra
nhiều loạt sản phẩm epoxy, lactone amine oxide và những sản phẩm khác mà ta không
thể điều chế bằng cách sử dụng các tác nhân oxy hóa cổ điển.
Khi tiến hành quá trình oxy hóa, peracetic acid sẽ cho chất bị oxy hóa nguyên tử oxy
và acetic acid tạo thành một sản phẩm phụ.
CH
3
COOOH→ [O] + CH
3
COOH
2.4.1.1. Peracetic acid tạo sẵn
19
TỔNG QUAN LUẬN VĂN GVHD: TS HOÀNG THỊ KIM DUNG
Trong thương mại, peracetic acid được điều chế bằng sự trộn hỗn hợp
hydrogenperoxide và acetic acid bằng:
H
2
O
2
+ CH
3
COOH → CH
3
COOOH + H
2
O

Tuy nhiên hỗn hợp này đạt cân bằng ở tốc độ rất thấp thực tế khó có được trừ khi có
xúc tác acid mạch hiện diện. Vì vậy H
2
SO
4
thường được dùng như xúc tác để tăng tốc độ
phản ứng hình thành peracetic acid. Do đó thời gian để đạt cân bằng giảm từ 7 ngày khi
không có xúc tác xuống khoảng 4 giờ khi có sự hiện diện của H
2
SO
4
phụ thuộc điều kiện
phản ứng. Nếu nhiệt độ phản ứng ở nhiệt độ phòng thì thời gian phản ứng kéo dài khoảng
20 giờ, còn nếu nhiệt độ phản ứng ở 57
o
C thì thời gian phản ứng ngắn khoảng 2 giờ.
2.4.1.2. Peracetic acid in situ
Bên cạnh phương pháp tạo sẵn đã trình bày ở trên, peracetic acid còn có thể sử dụng
để epoxy hóa theo phương pháp in situ. Theo phương pháp này hydrogenperoxide được
nhỏ vào bình phản ứng chứa sẵn vật liệu cần epoxy hóa, xúc tác và 1 lượng tối thiểu
acide acetic dạng glacial. Xúc tác có thể là nhựa trao đổi ion hay H
2
SO
4
. Các phản ứng
xảy ra đồng thời:
H
2
O
2

+ CH
3
COOH → CH
3
COOOH + H
2
O
CH
3
COOOH + oil→ oil epoxide + CH
3
COOH
Vì acid acetic sinh ra trong suốt phản ứng epoxy hóa nên theo lý thuyết chỉ cần 1
lượng nhỏ acid acetic. Nhưng thực tế người ta nhận thấy rằng, phản ứng sẽ êm dịu hơn
khi sử dúng lượng đủ lớn acetic acide. Thành công của phương pháp epoxy hóa in situ
đáng ngạc nhiên vì nó tạo ra epoxy trong sự hiện diện một lượng lớn acetic acid và xúc
tác acid. Người ta giải thích một phần phương pháp insitu chỉ thỏa cho sự epoxy hóa dễ.
Yếu tố khác nữa là điều kiện epoxy hóa in situ đòi hỏi phải có 2 pha trong hỗn hợp phản
ứng và sự tách pha này nhằm mục đích giảm tối thiểu sự tiếp xúc của sản phẩm epoxy
với acetic acid và xúc tác.
2.4.2. Performic acid tạo sẵn
Cũng như peracetic acid, performic acid có thể điều chế theo 2 cách:
2.4.2.1. Performic acid tạo sẵn
Được tiến hành với sự trộn hợp giữa hydrogen peroxide và formic acide đậm đặc.
20
TỔNG QUAN LUẬN VĂN GVHD: TS HOÀNG THỊ KIM DUNG
Hỗn hợp này đạt cân bằng nhanh hơn hỗn hợp peracetic acid đến nỗi việc sử dụng xúc
tác acid mạnh không cần thiết. Tuy nhiên formic acid mạnh hơn acetic acid khoảng 12
lần và có khuynh hướng tăng sự mở vòng epoxy. Vì lý do này, performic acid tạo sẵn
thích hợp với phản ứng hydroxyl hóa hơn và không được sử dụng trong thương mại để

điều chế epoxy.
III. ỨNG DỤNG CỦA EPOXY HÓA
Một lợi thế quan trọng của các sản phẩm epoxy hóa là chúng là những vật liệu được
sản xuất sử dụng nguyên liệu tự nhiên và tái tạo.
Dầu đậu nành epoxy hóa được sử dụng hiện nay là hoàn toàn nhập khẩu có giá thành
tương đương với dầu DOP, đồng thời các phụ gia nhập khẩu này chỉ mới thể hiện khả
năng ổn định nhiệt chứ chưa có tính hóa dẻo tốt. Do đó, việc nghiên cứu điều kiện tối ưu
cho quá trình epoxy hóa dầu đậu nành có nguồn gốc trong nước nhẳm cải tiến các tính
chất mong muốn cần có của một chất hóa dẻo là cấp thiết.
Các loại dầu thực vật sau khi epoxy hóa được ứng dụng làm phụ gia hóa dẻo cho
PVC. Các phụ gia hóa dẻo này có nguồn gốc từ thực vật, ưu điểm thân thiện với môi
trường, sản lượng cung cấp không bị hạn chế bởi nguồn tài nguyên được khai thác từ dầu
mỏ như DOP và một số nhóm chất hóa dẻo có nguồn từ dầu mỏ khác, mặt khác chúng
giảm thiểu mức độ độc hại đối với ứng dụng trong các sản phẩm dân dụng thiết yếu trong
đời sống như màng mỏng PVC làm áo mưa, màng bảo quản thực phẩm tươi sống, đồ
chơi trẻ em v.v
Chất hoá dẻo epoxy được sử dụng rộng rãi vì nó kết hợp tính ổn định nhiệt và quang.
Chúng có thêm tính chất ổn định, cho hiệu ứng tổng hợp với các chất ổn định kim loại,
đặc biệt là loại có chứa Cd hay Zn. Dầu epoxide (dầu đậu nành hay dầu lanh) được xem
là không độc và có tính bay hơi kém.
Việc khai thác chất béo từ nguồn gốc thực vật đem lại nhiều thuận lợi: không những
chúng tương thích với môi trường, có khả năng tái tạo và không độc hại với hiệu ứng nhà
kính nhưng trên hết chúng có thể bị chuyển hóa thành 1 vài phân tử đa chức thông qua 1
số phản ứng chuyển đổi. Đặc biệt, những dẫn xuất axit béo bị epoxy hóa từ nguồn gốc
thực vật có thể được sử dụng trong nhiều lĩnh vực: chất ổn định, chất dẻo hóa trong
ngành polymer, phụ gia cho dầu bôi trơn, chất kết dính, thuốc trừ sâu và côn trùng…
CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM
2.1. Mục tiêu đề tài
21
TỔNG QUAN LUẬN VĂN GVHD: TS HOÀNG THỊ KIM DUNG

Mục tiêu của đề tài là tổng hợp epoxy hóa dầu đậu nành để ứng dụng trong ngành
nhựa, thay thế cho việc sử dụng DOP vốn phải nhập khẩu và không an toàn cho người
tiêu dùng. Trong phạm vi nghiên cứu, định hướng nghiên cứu tác nhân epoxy hóa nào
làm tăng chất lượng và số lượng dầu đậu nành bị epoxy để ứng dụng trong thực tiễn.
Hiện nay chất hóa dẻo gốc Phtalate như DOP đang dần loại khỏi thị trường Mỹ và
Châu Âu do tính độc hại của gốc Phthalate gây ra hàng loạt các chứng bệnh và nhiều ca
ngộ độc ở trẻ em. Sản phẩm màng bọc thực phẩm PVC có chứa chất hóa dẻo DOP gây
ảnh hưởng đến sức khẻo người tiêu dùng. Do đó yêu cầu về việc sử dụng một nhóm chất
hóa dẻo khác thay thế cho DOP là cấp thiết để đáp ứng nhu cầu bảo vệ sức khỏe người
tiêu dùng. Với mục đích bám sát theo định hướng phát triển của nhà nước, đề tài nghiên
cứu sử dụng nguồn nguyên liệu tự có trong nước là dầu thực vật. Dầu thực vật sau khi
được chuyển hóa được sử dụng thay thế một phần cho DOP, làm giảm chi phí sản xuất
đồng thời giảm thiểu khả năng gây độc hại cho người sử dụng.
2.2. Nội dung nghiên cứu
Từ mục tiêu trên, đề tài gồm các nội dung sau đây:
• Tiến hành khảo sát phản ứng epoxy hóa giữa dầu đậu nành với các tác nhân
gồm H
2
O
2
-CH
3
COOH, H
2
O
2
-HCOOH.
• Khảo sát hoạt động của xúc tác SBA-16 lên phản ứng epoxy hóa sử dụng các
tác nhân trên.
• Thiết lập đồ thị để theo dõi sự thay đổi của các yếu tố cần quan tâm.

• Từ các khảo sát trên, đánh giá chất lượng và số lượng của dầu đậu nành epoxy
hóa như hiệu suất, thời gian, nhiệt độ, tỷ lệ mol hợp phần… và tìm điều kiện
phản ứng tốt nhất.
• Kiểm tra các thông số kỹ thuật để ứng dụng trong thực tiễn.
2.2. Hóa chất và thiết bị
Hóa chất
- Dầu đậu nành
- Dung dịch Wijs 0.1 M
- Dung dịch carbon tetracloride
22
TỔNG QUAN LUẬN VĂN GVHD: TS HOÀNG THỊ KIM DUNG
- Dung dịch KI 10%
- Nước cất
- Dung dịch chuẩn Na
2
S
2
O
3
0.1 N được pha từ ống chuẩn
- Dung dịch hồ tinh bột 1%
- Dung dịch 0.2 N clohidrat piridin trong piridin
Thiết bị
- Erlen 250 ml: 3 cái
- Pipet 25 ml: 1 cái
- Pipet 10 ml: 1 cái
- Pipet 5 ml: 1 cái
- Buret 25 ml: 1 cái
- Bếp từ: 1 cái
- Becher 500 ml: 1 cái

- Phễu nhỏ giọt: 1 cái
- Nhiệt kế
Pha chế dung dịch Wijs theo tiêu chuẩn của AOAC ( Association Of Official
Analytical Chemists):
Hòa tan 16.2 g iodine monocloride ICl vào bình định mức 1 lít trong dung môi acid
acetic băng. Giữ dung dịch trong bình nâu. Dung dịch Wijs thì nhạy cảm với nhiệt độ, độ
ẩm và ánh sáng.
Pha chế dung dịch 0.2 N clohidrat piridin trong piridin:
Hòa tan 1,6 ml dung dịch HCl đậm đặc và 100 ml piridin sạch trong bình định mức
100ml. Ta được dung dịch 0,2 clohirat piridin trong piridin. Bảo quản dung dịch trong
bóng tối, có thể sử dụng trong vòng 1 năm.
Xác định chỉ số iod của dầu đậu nành
23
TỔNG QUAN LUẬN VĂN GVHD: TS HOÀNG THỊ KIM DUNG
Cân trọng lượng mẫu theo tiêu chuẩn đặt vào trong bình erlen 250 ml, thêm 10 ml
dung dịch CCl
4
, dùng pipet hút 25 ml dung dịch Wijs cho vào erlen. Đem erlen cất vào
bóng tối trong vòng 1 giờ để phản ứng xảy ra. Sau 1h. Thêm 5 ml dung dịch KI 10% vào
erlen, đổ 100 ml nước cất vào. Tiến hành chuẩn độ bằng dung dịch Na2S2O3 0.1 N đến
khi dung dịch có màu vàng rơm, cho vào 2-3 giọt hồ tinh bột 1% vào và tiếp tục chuẩn độ
đến khi mất màu xanh. Ghi thể tích V2 (ml).
Tiến hành tương tự cho mẫu trắng nhưng không có dầu đậu nành. Ghi thể tích V1
(ml)
Chỉ số iod=
Trong đó:
- V1: thể tích dung dịch Na
2
S
2

O
3
dùng để định phân trong thí nghiệm không mẫu
- V2: thể tích dung dịch Na
2
S
2
O
3
dùng để định phân trong thí nghiệm có mẫu
- N: nồng độ của dung dịch Na
2
S
2
O
3
- W: trọng lượng mẫu thí nghiệm (g)
Xác định chỉ số epoxy của dầu béo
Cân chính xác trong bình erlen 250 ml lượng dầu béo theo mẫu.
Dùng pipet hút chính xác 20 ml dung dịch clohydrat piridin vào bình tam giác ( lượng
clohydrat piridin phải thừa ít nhất 45% so với nhóm epoxy). Thêm một cục đá bọt, ráp
ống làm lạnh và đun hoàn lưu trên bếp cách không khí trong 30 phút. Làm nguội đến
nhiệt độ phòng. Thêm khoảng 10 giọt thuốc thử phenolphtalein 1% định phân bằng dung
dịch NaOH 0.1N cho đến khi dung dịch có màu hồng nhạt.
Thực hiện 2 thí nghiệm có mẫu và 1 thí nghiệm không mẫu trong điều kiện nêu trên.
Chỉ số epoxy =
Trong đó:
- V1: thể tích dung dịch NaOH cần để định phân trong thí nghiệm không mẫu
(ml)
- V2: thể tích dung dịch NaOH cần để định phân trong thí nghiệm có mẫu (ml)

24
TỔNG QUAN LUẬN VĂN GVHD: TS HOÀNG THỊ KIM DUNG
- N: nồng độ của dung dịch NaOH
- W: trọng lượng mẫu.
CHƯƠNG 3: ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU TRONG
TƯƠNG LAI
III.1. Quy trình thực nghiệm
Dầu đậu nành được tiến hành phản ứng epoxy hóa với hỗn hợp gồm acid acetic và
H
2
O
2
. Sau 1 thời gian nhất định, lấy mẫu và đem xác định lượng nối đôi còn lại bằng
chuẩn độ chỉ số iod, bên cạnh đó còn phải xác định lượng epoxy hiện diện trong mẫu
bằng chuẩn độ nhóm epoxy.
Lần lượt khảo sát phản ứng ở những trường hợp khác nhau tương ứng với tỷ lệ mol
giữa nối đôi dầu: mol H
2
O
2
: mol axit tại những nhiệt độ khác nhau.
Vẽ đồ thị (mol nối đôi còn lại/mol nối đôi ban đầu) theo thời gian
Vẽ đồ thị lượng epoxy tạo thành theo thời gian
Dựa vào 2 đồ thị đó, ta xác định điều kiện để thực hiện phản ứng epoxy hóa sao cho
lượng epoxy sinh ra là tối đa. Sau đó ta tiến hành tổng hợp nhựa epoxy dựa theo điều
kiện, làm sạch sản phẩm và đem đi khảo sát các thông số kỹ thuật.
Sau khi tiến hành phản ứng epoxy hóa với (H
2
O
2

-CH
3
COOH), ta tiến hành khảo sát
thêm phản ứng giữa dầu đậu nành với (H
2
O
2
-HCOOH) và sử dụng xúc tác SBA-16. Cách
xác định lượng nối đôi và nhóm epoxy bằng phương pháp chuẩn độ như trên. Cuối cùng
đi so sánh kết quả giữa 3 khảo sát và quyết định chọn hướng đi nào thích hợp cho thực
tiễn.
25